KR20000077203A - Deposition Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작업소재에 물질의 층을 증착하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 챔버(11), 스퍼터 타겟(12), 웨이퍼 지지수단(13), 웨이퍼 이송 구멍(14) 및 웨이퍼 이송장치(15)를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for depositing a layer of material on a workpiece. The apparatus comprises a chamber 11, a sputter target 12, a wafer support means 13, a wafer transfer hole 14 and a wafer transfer device 15.
상기 이송장치는 웨이퍼를 이송통로(16)를 따라 운반한다. 환상의 실드(19)는 지지수단(13)과 타겟(13)사이에 배치되고 웨이퍼 이송통로 내에 있다.The transfer device carries the wafer along the transfer path 16. An annular shield 19 is disposed between the support means 13 and the target 13 and is in the wafer transfer path.
핀(30)은 이송통로(16)의 외부로 환상의 실드를 상승시킨다.The pin 30 raises the annular shield out of the conveyance passage 16.
Description
본 발명의 작업소재상에 물질층을 증착하는 장치에 관한 것이다.A device for depositing a layer of material on a workpiece of the present invention.
반도체 장치, 센서 및 MEMS의 제조를 포함한 많은 제조공정에서, 작업소재상에 물질의 층 또는 얇은 필름을 증착할 필요가 있다.In many manufacturing processes, including the manufacture of semiconductor devices, sensors and MEMS, it is necessary to deposit a layer or thin film of material onto the workpiece.
물리적 증착에서는, 챔버내의 물질자원이 존재하고 이에따라 물질이 자원으로부터 층을 형성하는 소재로 배출된다.In physical deposition, there is a material resource in the chamber and therefore the material is discharged from the resource to the material forming the layer.
물질의 자원은 스퍼터 타겟(sputter target)일수도 있고 도는 증착층의 부분을 형성하는 물질의 증착자원 또는 다른 자원일 수 있다.The resource of material may be a sputter target or may be a deposition resource or other resource of the material forming part of the deposition layer.
많은 경우 상기 물질은 작업소재상에 증착될 뿐만아니라 공정이 일어나는 챔버의 다른 부분에도 증착된다.In many cases the material is deposited not only on the workpiece but also in other parts of the chamber where the process takes place.
전통적으로, 해결책은 제거가능한 실드를 가진 장기간 노출된 표면을 커버하는 것이었다. 작업소재는 통상 지지수단상에 위치하고 상기 지지수단의 주위 및 하단을 차페하는 것이 특히 곤란할 수 있다. 이것은 상기 실드가 입자손상을 일으키는 위험으로 인하여 홈이난 파스너가 챔버 내에서 사용되지 않도록 위치하기데 어렵고 이를 형성하는데 비용이 많이 들 수 있기 때문이다.Traditionally, the solution has been to cover long exposed surfaces with removable shields. The workpiece is usually located on the support means and may be particularly difficult to shield around and the bottom of the support means. This is because the risk that the shield causes particle damage is difficult to locate and so that the grooved fasteners are not used in the chamber and can be expensive to form.
상기 지지수단과 소재의 연결에 있어서 다른 문제점에 있어서 제조상의 두 상황이 있을 수 있다.There may be two situations in manufacturing in other problems with the connection of the support means and the material.
하나는 작업소재가 지지수단보다 작고 그 주변에 있다는 것이고 이 경우 여분의 증착물질이 작업소재를 지지수단에 부착되게 하거나 후속하는 작업소재의 부적절한 배치를 유발하는 작업소재의 표면상에 설치될 수 있다.One is that the work piece is smaller than and surrounding the support means, in which case an extra deposition material can be installed on the surface of the work material which causes the work material to adhere to the support means or cause subsequent disposition of the work material. .
두 번째는 작업소재가 지지수단을 휘갑치게 된다는 것이다. 상기 배치에서 지지수단을 효과적으로 차폐하나 원하지 않는 증착이 두 변부와 작업소재의 후면에서 발생할 수 있다.(몇 가지 상황에서 제조자가 변부상에 증착할 것을 요구한다.)The second is that the work material will bend the support means. This arrangement effectively shields the support means, but unwanted deposition can occur on both sides and on the backside of the workpiece (in some situations the manufacturer requires deposition on the edges).
상기 문제에 대한 최적의 해결책은 작업소재와 지지수단의 주변위에 있는 고정된 실드를 제공하는 것이나 이것은 많은 불리한 점이 있다.The optimal solution to this problem is to provide a fixed shield on the periphery of the workpiece and the support means, but this has a number of disadvantages.
먼저 이것은 웨이퍼의 변부상의 증착을 배제한다. 두 번째로 이것은 지지수단으로 작업소재를 로딩하는 것을 너무 복잡하게 한다. 필수적으로 전제 지지수단은 웨이퍼가 지지수단으로부터 들어올려지고 이송장치에 의해 제거되기에 충분한 공간을 주도록 실드로부터 옮겨진다.This first excludes deposition on the edge of the wafer. Secondly, this complicates the loading of the workpiece into the support. Essentially the entire support means is removed from the shield to give enough space for the wafer to be lifted from the support means and removed by the conveying device.
상당히 빈번하게 상기 지지수단은 전기, 냉각, 및 기계적 연결을 가지기 때문에 상기 지지수단을 움직이는 것은 많은 비용과 복잡성을 띠게된다.Quite often the support means have electrical, cooling, and mechanical connections, so moving the support means a lot of cost and complexity.
한 실시예로부터 본 발명은 챔버, 물질의 자원, 층이 증착되는 물질 자원과 면하는 노출된 표면을 가지는 작업소재를 지지하는 작업소재 지지수단, 이송통로를 따라 작업소재를 로딩 및 언로딩하는 수단 그리고 상기 지지수단과 지지수단 또는 작업소재의 주변에 또는 인접하여 증착된 물질의 양을 제한하는 물질 자원을 포함하는 작업소재에 물질층을 증착하는 장치에 관한 것으로, 실드가 이송통로내에 있고 상기 장치가 로딩 및 언로딩 과정동안 이송통로의 외부로 실드를 움직이는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.From one embodiment the present invention provides a workpiece support means for supporting a workpiece having an exposed surface facing the chamber, the material of the material, the material resource on which the layer is deposited, and means for loading and unloading the workpiece along the transport passage. And a device for depositing a layer of material on a work piece comprising a material resource limiting the amount of material deposited around or adjacent to the support means and the work piece, wherein the shield is in the transfer passage and the device is located. It characterized in that it further comprises a device for moving the shield out of the transport passage during the loading and unloading process.
상기 장치는 몇 실시예에서 작업소재의 주변의 후면을 차폐하는 지지수단을 둘러싸는 다른 실드를 더 포함하고 상기 다른 실드는 작업소재의 변부를 차폐할 수 있다.The apparatus further includes, in some embodiments, another shield surrounding the support means for shielding the rear of the periphery of the workpiece, the other shield may shield the edge of the workpiece.
상기 차폐위치에서 처음 언급한 실드는 지지수단, 다른 실드 또는 작업수단을 가지는 미로를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 미로를 강화하기위해 상기 다른 실드는 방사상 연장부를 가진다.The shield first mentioned at the shielding position preferably forms a maze with support means, other shields or working means. The other shield has a radial extension to strengthen the maze.
상기 장치는 이송통로로 또는 그로부터 작업소재를 올리거나 내리는 수단을 더 포함할 수 있고 상기 상승 및 하강수단은 상기 작업소재가 지지수단을 올리고 상기 실드가 이송로 밖으로 움직이도록 실드를 움직이는 장치를 이루거나 이에 연결될 수 있다.The apparatus may further comprise means for raising or lowering the workpiece into or out of the conveying passage and the raising and lowering means constitute a device for moving the shield such that the workpiece raises the support means and the shield moves out of the conveying path. It can be connected to this.
상기 상승 및 하강수단은 작업소재를 연결하기 위한 제 1의 핀 세트를 이송하는 상승가능 프레임과 차폐수단을 연결하는 제 2 핀 세트를 포함할 수 있다.The lifting and lowering means may comprise a liftable frame for conveying a first set of pins for connecting the workpiece and a second set of pins for connecting the shielding means.
상기 제 2 핀세트는 이것이 실드가 움직이는 동안 마찬가지로 차폐위치에 있을 때, 상술한 첫 번째 실드의 지지수단으로 기능할 수 있다.The second tweezers can function as the support means of the first shield described above when it is likewise in a shielded position while the shield is in motion.
다른 실드는 증착이 작업소재 후면에 접촉하거나 작업소재 이송에 개입하는 수준까지 형성되기 전에 그 포면에서 더 큰 증착이 이루어지도록 방사상으로 연장되어 하강할 수 있다.The other shield may extend radially downward to allow for greater deposition at the surface before deposition is formed to such a level that it contacts the workpiece backside or intervenes in workpiece transport.
챔버는 레지(ledge)형태를 갖거나 한정할 수있으면 이 경우 상술한 첫 번째 실드는 이것이 차폐위치이고 미로를 형성할 때 일치하는 결합형태를 가질 수 있다.The chamber may have or define a ledge, in which case the first shield described above may have a mating form when it is a shielded position and forms a maze.
상기 제 1 실드는 예를들어 일반적으로 원형인 반도체 웨이퍼를 위한 작업소재의 주변형상에 따르는 형상을 가지며 일반적적으로 이의 형상은 원형이다.The first shield has a shape that conforms to the peripheral shape of the workpiece, for example, for a generally circular semiconductor wafer, and generally its shape is circular.
다른 실시예로부터 본 발명은 물질의 자원, 작업소재 지지수단, 자원과 제 1실드를 차폐하는 제 1실드사이에 삽입된 제 2 실드와 지지수단에서 작업소재 주변의 후면을 차폐하는 제 1 실드를 포함하는 증착층을 위한 장치로 구성된다.From another embodiment, the present invention provides a second shield inserted between a material resource, a work material support means, a resource and a first shield that shields the first shield, and a first shield that shields the rear surface around the work material from the support means. It is composed of a device for a deposition layer comprising.
비록 본 발명이 상술한 것으로 한정되어 있지만, 이는 상술한 또는 후술하는 상세한 설명의 특징의 발명적인 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Although the present invention is limited to the above, it should be understood that it includes the inventive combination of the features described above or below.
본 발명은 다양한 방법으로 실시될 수 있으며, 특정한 실시에는 예로 다음의 도면을 참조하여 설명된다.The present invention can be implemented in various ways, specific embodiments of which are described with reference to the following figures, for example.
도 1은 단일 증착 과정후의 변부실드, 작업소재 및 작업소재 지지수단의 컴퓨터 시뮬레이션을 도시한다.1 shows a computer simulation of edge shield, workpiece and workpiece support after a single deposition process.
도 2는 스퍼터 타겟이 소모된후에 해당하는 시뮬레이션이다.2 is a simulation corresponding after the sputter target is consumed.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 해당하는 차폐 및 지지수단의 변부의 영역에서 이루어지는 것의 상세한 단면도이다.Figure 3 is a detailed cross-sectional view of what is done in the region of the side of the shielding and supporting means corresponding to one embodiment of the invention.
도 4 및 도 5는 다른 실시예를 위한 도 3과 일치하는 도 6과 본 발명의 다른실시예를 위한 도 1 및 도 2와 일치하는 도면이다.4 and 5 are in accordance with FIG. 6 in accordance with FIG. 3 for another embodiment and in FIGS. 1 and 2 for another embodiment of the present invention.
도 7은 도 3의 실시예가 이용되는 챔버의 더욱 실질적인 부분의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a more substantial portion of the chamber in which the embodiment of FIG. 3 is used.
도 8은 도 6의 실시예를 위한 도 7과 일치하는 도면이다.8 is a view consistent with FIG. 7 for the embodiment of FIG. 6.
* 부호설명* Code Description
10: 증착장치 11: 챔버10: deposition apparatus 11: chamber
12: 스퍼터 타겟 13: 웨이퍼 지지수단12: sputter target 13: wafer support means
14: 이송수단 15: 웨이퍼 이송장치14: transfer means 15: wafer transfer device
16: 이송통로 17: 반도체 웨이퍼16: transfer path 17: semiconductor wafer
18: 상승장치 19: 환상의 실드18: Ascendant 19: Illusion Shield
20: 리딩변부 21: 증착물질20: leading edge portion 21: deposition material
22: 증착 23: 미로22: deposition 23: maze
25: 오버행부분 26: 방사상 연장부25: overhang portion 26: radial extension
27: 변부 29: 핀27: edge 29: pin
31: 링 32,33: 레지31: Ring 32,33: Reg
먼저 도 7 및 도 8에 일치하는 증착장치는 일반적으로 참조번호 10으로 나타나며, 개략적으로 보여지는 챔버(11), 스퍼터 타겟(12), 웨이퍼 지지수단(13),웨이퍼 이송 구멍(14) 및 에이퍼 이송장치(15)를 포함한다. 상기 웨이퍼 이송장치(15)는 이송통로(16)를 따라 웨이퍼를 옮긴다.First, the deposition apparatus, which is consistent with FIGS. 7 and 8, is generally indicated by reference numeral 10, and schematically shows a chamber 11, a sputter target 12, a wafer support means 13, a wafer transfer hole 14, and an air filter. And a fur transfer device 15. The wafer transfer device 15 transfers the wafer along the transfer path 16.
하단에 더욱 상세히 설명되겠지만 반도체 웨이퍼는 일번적으로 상승장치(18)에 의해 지지수단(13)으로부터 들어올려진다.As will be described in more detail below, the semiconductor wafer is once lifted from the support means 13 by the lifting device 18.
이 같은 방법으로, 이들은 이송통로(16)로부터 상술되고 반대로 이 통로로부터 지지수단(13)으로 하강한다. 환상의 실드(19)는 지지수단(13)과 타겟(12)사이에 노출되고 실제로 후술하는 이유로 웨이퍼 이송통로(16)내에 있게된다.In this way, they are detailed from the conveying passage 16 and vice versa from this passage to the supporting means 13. The annular shield 19 is exposed between the support means 13 and the target 12 and is in the wafer transfer path 16 for reasons to be described later.
도 1 내지 도 3에 환상의 실드(19), 웨이퍼(17) 및 웨이퍼 지지수단(13)사이의 관계가 더욱 상세히 설명된다.1 to 3, the relationship between the annular shield 19, the wafer 17, and the wafer support means 13 is described in more detail.
따라서 도 1 및 도 2에서, 환상의 실드(19)의 리딩변부(20)가 웨이퍼(17)에 걸리고 차례로, 상기 지지수단(13)에 걸리는 것이 도시된다.1 and 2, it is shown that the leading edge 20 of the annular shield 19 is caught by the wafer 17 and in turn by the support means 13.
사이클이 발생하고 이것은 웨이퍼상의 침적(22)에 그다지 영향받지 않는 차폐영역이 증가하게 됨에 따라 환상의 실드(19)상에 증착된 물질(21)층이 이루어지는 것이 보여진다.It is shown that a cycle occurs and this results in a layer of material 21 deposited on the annular shield 19 as the shielding area is not much affected by deposition 22 on the wafer.
도 1 및 도 2에서 상기 시뮬레이션을 연장하기 것이 본 발명의 실시예와 상술한 종래기술에서 동일하게 적용가능하다. 그러나, 상술한 바와 같이 환상의 실드(19)의 위치는 로딩 및 언로딩 문제가 존재할 수 있고 역시 미로(23)가 웨이퍼(17)와 환상의 실드(19)사이에 이루어지더라도 이것은 웨이퍼상의 후면 증착에 대한 충분한 보호를 필요로 하지 않는다.Extending the simulation in FIGS. 1 and 2 is equally applicable in the embodiments of the present invention and in the prior art described above. However, as described above, the position of the annular shield 19 may have loading and unloading problems and this is also the case on the backside of the wafer even if the maze 23 is made between the wafer 17 and the annular shield 19. It does not require sufficient protection against deposition.
도 3에서, 보여진 바와 같이, 본 출원인은 웨이퍼(17)의 오버행 부분(25)밑에 있고 상기 부분에 침적되는 것을 막도록 지지수단(13)의 주변의 다른 환상의 실드(24)를 제공함으로써, 상기 두 번째 문제를 극복한 바있다.As shown in FIG. 3, Applicant has provided another annular shield 24 around the support means 13 to be under the overhang portion 25 of the wafer 17 and to prevent it from being deposited therein. We have overcome the second problem.
다른 실드는 웨이퍼(17)와 연장부(26)의 변부를 보호하기 위해 직립하고 미로(23)의 효과를 증가시키도록 실드(19)의 하표면에 따라 연장된 방사상연장부를 가진다.The other shield is upright to protect the edges of the wafer 17 and extension 26 and has radial extensions extending along the bottom surface of the shield 19 to increase the effect of the labyrinth 23.
도 3에 보여진 바와 같이, 구멍(28)은 상승핀(29)이 통과하고 지지수단(13)으로부터 웨이퍼(17)를 올리도록 후면실드(24)내에 형성된다.As shown in FIG. 3, a hole 28 is formed in the rear shield 24 to allow the lift pins 29 to pass and lift the wafer 17 from the support means 13.
환상의 실드(19)는 다른 핀(30) 세트에서 지지되고 도 8에서 보여지듯이 두 핀들의 세트가 링에 의해 운반된다. 상기 링은, 웨이퍼 이송장치(15)가 올려진 웨이퍼(17)를 제거하고 이것을 다음 것으로 교체하도록 이송통로(16) 밖으로 제 1 핀(29)세트가 웨이퍼(17)를 올리고 제 2 핀 세트(30)가 환상의 실드를 올리도록, 올려질 수 있다.The annular shield 19 is supported on another set of pins 30 and two sets of pins are carried by the ring as shown in FIG. 8. The ring has a first set of pins 29 that lifts the wafer 17 out of the transfer path 16 so that the wafer transfer device 15 has removed the wafer 17 and replaces it with the next one. 30) can be raised, raising the shield of the illusion.
후속하는 웨이퍼가 제 1 핀 세트(29)에 한번 위치하면 상기 링(31)은 웨이퍼(17)가 지지수단(13)에 위치하고 환상의 실드(19)가 작동위치로 복귀하도록 하강한다.Once the subsequent wafer is located in the first set of pins 29, the ring 31 is lowered such that the wafer 17 is in the support means 13 and the annular shield 19 is returned to the operating position.
환상의 실드(19)가 내부챔버 차폐(34)의 레지(33)아 결합하도록 배치된 외부변부에서 L자형 단변섹션요소(32)를 운반하는 것이 보여진다.It is shown that the annular shield 19 carries the L-shaped short side section element 32 at the outer side arranged to engage the ledge 33 of the inner chamber shield 34.
상기 두 레지(32,33)는 대부분의 물질이 환상의 실드밑으로 통과하는 것을 막지만 도 7에서 화살표로 도시된 꾸불꾸불한 펌프 하강통로를 제공한다.The two ledges 32 and 33 prevent most of the material from passing under the annular shield but provide a serpentine pump down passage shown by arrows in FIG.
도 4내지 도 6과 도 8에서의 배치는 웨이퍼의 변부에 물질이 증착될 수 있도록 의도하는 상황을 도시한다. 이 경우, 환상의 실드(19)는 변부를 덮도록 연장되지는 않고 노출된 변부로부터 하강하는 방사상 연장부(26')에 증착되는 물질을 제한하는 반면 미로를 유지하는 물질은 제한하는 실드로 작용한다.The arrangements in FIGS. 4-6 and 8 illustrate a situation where material is intended to be deposited on the edge of the wafer. In this case, the annular shield 19 acts as a shield that limits the material deposited on the radial extension 26 'that descends from the exposed edge and does not extend to cover the edge. do.
상기 연장부(26')의 경사진 구조는 증착되는 물질이 웨이퍼(17) 또는 이송부가 위치한 곳에 삽입되는 곳까지 이루어지기 위해서는 상당한 기간이 소요된다는 것을 의미한다.The inclined structure of the extension 26 'means that it takes a considerable time to reach where the material to be deposited is inserted where the wafer 17 or transfer is located.
한편, 상기 배치는 도 1 내지 3 및 도 7에 도시된 배치와 동일한 방법으로 동작한다. 여분이 차폐가 참조번호 34, 및 35에 이루어진다. 상기 배치는 상술한 문제에 대해 상당히 효과적인 해결책을 제시한다.On the other hand, the arrangement operates in the same manner as the arrangement shown in Figs. Redundancy is made at 34 and 35. This arrangement presents a fairly effective solution to the above problem.
실제로, 상기 차폐는 반복적이고 지속적인 웨이퍼상의 증착이 타겟의 전체수명을 통해 차폐의 교체 및 원치않는 후면 증착 또는 변부 증착이 없이 달성될 수 있다는 것을 보여준다.Indeed, the shielding demonstrates that repetitive and continuous deposition on the wafer can be achieved without replacement of the shield and unwanted backside or edge deposition throughout the life of the target.
상기 배치는 비록 타겟이 소모되는 것을 보상하도록 타겟을 향한 지지수단의 진보적인 움직임이 발생할 지라도 각각의 웨이퍼 사이에서 지지수단이 움직일 필요가 없게한다.This arrangement eliminates the need for the support means to move between each wafer, even if progressive movement of the support means towards the target occurs to compensate for the target being consumed.
상기 배치는 링의 휴지위치를 바꿈으로써 쉽게 실드의 위치를 조절하도록 하기 때문에 이 경우 특히 편리하다. 이송통로 위치도 마찬가지로 조절될 수 있다.This arrangement is particularly convenient in this case because it allows easy adjustment of the shield position by changing the rest position of the ring. The transport path position can likewise be adjusted.
특정한 공정배치에서, 지지수단과 환상의 실드(19)를 위한 사전배치 위치는 적절한 특정 공정단계로 선택될 수 있다.In certain process arrangements, the pre-position position for the support means and the annular shield 19 can be selected to the appropriate specific process step.
상기 배치는 특히 도 4 내지 6과 도 8 배치에서 후면 차폐를 제공할 수 있고 이송평면 내의 환상의 실드위치가 선택중 하나가 될 수 있기 때문에, 상당히 바람직하다.This arrangement is particularly desirable because it can provide back shielding in particular in FIGS. 4 to 6 and 8 arrangements and the annular shield position in the transport plane can be one of the choices.
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20000510 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |